4. Свойства графена

На сегодняшний день графен -- самый тонкий материал, известный человечеству, толщиной всего в один атом углерода.

Малый размер атома углерода и высокая прочность химических связей между атомами углерода придает графену целый ряд очень важных уникальных свойств:

* химическая стабильность

* высочайшая подвижность носителей заряда

* высокая тепло и электропроводность

* исключительная прочность и упругость

* непроницаемость

* почти полная прозрачность.

Носители заряда в графене практически не имеют массы и движутся с огромной скоростью (почти со скоростью света), объясняя его уникальные свойства.

Электроны взаимодействуют друг с другом и ведут себя как в сверхпроводниках или магнитах. Как у металлов, у графена есть зона электропроводности, в которой перемещаются электроны, но в отличие от полупроводников, у графена нет запрещенной энергетической зоны, поэтому поток носителей не прекращается.

Из-за этого пока нельзя использовать графен для изготовления полупроводникового транзистора, т.к. его можно будет включить, но нельзя выключить. Формируя графеновые наноленты путем подбора ориентации и ширины графена или используя определенные полевые структуры, запрещенная зона может быть открыта. Добавляя к графену донора или акцептора электронов, можно изменять его проводимость, превращая в аналог электронного или дырочного проводника.

Свободно «подвешенный» лист графена обладает аномально высокой теплопроводностью, она почти в 2,5 раза превосходит теплопроводность алмаза. Теплопроводность листа графена, лежащего на подложке, почти на порядок ниже. При соединении нескольких слоев графена теплопроводность падает.

Кроме того, в зависимости от приложенного внешнего напряжения, возможно изменение оптических свойств графена: он может быть либо прозрачным, либо не прозрачным.